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背景介紹

隨著工業的迅猛發展和環保意識的加強，油水分離技術更受到人們的重視。目前已知的油水分離方法主要有重力式分離、離心式分離、電分離、吸附分離、氣浮分離等，各種分離方法比較結果見下表1:

表1 各種油水分離方法的比較

由于油、氣、水的相對密度不同，組分一定的油水混合物在一定的壓力和溫度下，當系統處于平衡時就會形成一定比例的油、氣、水相。當相對較輕的組分處于層流狀態時，較重組分液滴根據斯托克斯公式的運動規律沉降。

重力沉降油水分離法具有成本低性價比高的特點，可以達到一進二出的效果，進入的是含油過程水。上出分離的油下出潔凈的水。重力式沉降分離設備常用于工業生產過程中。及時回收到所需要的組分有利于提高生產效率，降低生產成本。

應用情況

某飼料添加劑、食品添加劑及醫藥原料中間體生產的工廠會大量用到正己烷，正己烷是一種幾乎不溶于水的無色液體，易溶于氯仿、乙醚、乙醇。常用于目標有機物的提取。根據正己烷的性質設計了使用重力沉降法將正己烷與含鹽水分離出開來的裝置。通過監測正己烷與含鹽水分離界面的液位，通過水相液位觸發排水管路排放閥擇時排出體系中沉降下來的水組分，并保留目標組分正己烷。

現場主要儀器:3700電磁式電導率傳感器，Si792防爆控制器如下圖1所示:

圖1 Si792防爆型變送器和3700E探頭

測量方法

3700E系列封裝型無電極電導率傳感器在溶液的閉合環路中感應產生電流，然后通過測量電流的大小來進行溶液的電導率的測定。電導率傳感器驅動線圈A，在溶液中感應產生交流電流;線圈B檢測感應電流的大小，該電流與溶液的電導率成正比。電導率傳感器處理這個信號并顯示相應的讀數。

圖2 油水分離裝置示意圖

正己烷與水分離器豎管上部和下部各有一個3700電磁式電導率傳感器，相當于液位限定限位裝置。水的密度比正己烷的密度大且不互溶，會在正己烷中以不連續液滴的形式緩慢下落到分離器下部的收集裝置中。當收集裝置裝滿了以后，水會沒過豎管上部的3700探頭，水中電荷穿過3700線圈時會在線圈中產生感應電流，電流達到閾值后變送器通過閾值報警功能給工控系統發出信號，并會觸發儲水管底部的電磁閥開關，打開流路排出收集裝置中的水，此時水位會持續下降。直到分離器下部的 3700探頭被非極性的正己烷介質浸沒時，探頭中不再有電荷穿過，不再產生感應電流，證明分離出的水已經排空，變送器給工控系統發出信號，觸發排水閥關閉，儲水管繼續收集落下的水滴，如此往復以完成工藝過程控制。

總結

3700電磁式電導率傳感器具有堅固的、無污染設計，極化、油污和污染等問題都不會影響無電極電導率傳感器的性能。傳感器具有自動溫度補償，可應用于電導率高達2000mS/cm，溫度范圍在0~200°C之間的溶液。具有多種安裝模式可供選擇，包括衛生型安裝，接液部分的材料有聚丙烯、PVDF、PEEK或PFA Teflon等可供選擇。

此探頭維護量低，探頭對被測樣品無污染，反應靈敏，和控制器的配置結構簡單易維護，能免去大型油水分離裝置的配置，節約運營成本。